压力传感器系统及利用其的质量流量计算器和燃气涡轮机系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于包括入口喇叭口的压缩机的压力传感器系统及利用其的质量流量计算器和燃气涡轮机系统。该系统包括定位在入口喇叭口的上游的气室的平面内的第一静压传感器；以及定位在压缩机的进口平面处的第二静压传感器。质量流量计算器可以基于气室的平面与压缩机的进口平面之间的压差计算质量流量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致涉及压缩机，更加具体地，涉及一种用于利用压缩机的气室和入口平面处的传感器计算压缩机质量流量的压力传感器系统。还公开了一种质量流量计算器和采用该质量流量计算器的燃气涡轮机系统。
技术介绍
通向比如为燃气涡轮机压缩机的工业用设备的气流入口包括作用为收集、初始压缩和例如朝向压缩机的旋转部分引导气流的入口喇叭口。在许多设置中，在操作期间，例如利用皮托管(Pitottubes)的方法在入口喇叭口中测量总静压。总静压测量被用于确定空气的质量流量，空气的质量流量用来更好地控制其他部件的操作，例如控制燃气涡轮机的燃烧器的点火温度。在另一个例子中，质量流量可被用于确定压缩机运行极限及其老化。一个挑战在于压缩机入口喇叭口中的总静压的皮托管测量以及相关质量流量计算方法可能是不准确的。例如，传统的质量流量方法尤其需要对测量总静压的入口环形区域的准确认识。但是，传统的入口喇叭口通常制造为在内表面中具有显著偏差和大的公差的铸型部件，即入口喇叭口不平坦或粗糙，使得无法确定准确的环形区域。另外，皮托管还必须存在于流动路径中，这增加了系统的复杂性，并且因此增加了不准确度和成本。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种用于包括入口喇叭口的压缩机的压力传感器系统，该系统包括：定位在入口喇叭口的上游的气室的平面内的第一静压传感器；以及定位在压缩机的进口平面处的第二静压传感器。其中，所述第一静压传感器包括关于所述气室的平面基本不均匀地布置的多个传感器。其中，所述第一静压传感器包括关于所述气室的平面基本均匀地布置的多个传感器。其中，所述第一静压传感器包括多个传感器，所述多个传感器中的每一个关于所述气室的平面的位置基于计算流体动态仿真。其中，所述第一静压传感器包括多个传感器，每个传感器包括差动式传感器。其中，所述计算器用于基于所述气室的平面与所述压缩机的所述进口平面之间的压差计算通过所述压缩机入口的流的质量流量。其中，所述质量流量根据以下等式计算：Q=K(Red)*Aplenum*2ρΔP]]>其中Q是质量流量，K(Red)是作为雷诺数的函数的标定流动系数，ρ是空气密度，ΔP是所述气室的平面与所述压缩机的所述进口平面的静压差。以及Aplenum是所述气室的平面的面积。其中，所述压缩机还包括入口导流叶片，所述压缩机的所述进口平面与所述入口导流叶片的进口平面基本对准。本专利技术的第二方面提供一种用于包括入口喇叭口的压缩机的质量流量计算器系统，该系统包括：定位在所述入口喇叭口的上游的气室的平面内的第一静压传感器；定位在压缩机的进口平面处的第二静压传感器；以及质量流量计算器，其用于基于气室的平面与压缩机的进口平面之间的压差计算质量流量。其中，所述第一静压传感器包括关于所述气室的平面基本均匀地布置的多个传感器。其中，所述第一静压传感器包括多个传感器，所述多个传感器中的每一个关于所述气室的平面的位置基于计算流体动态仿真。其中，所述第一静压传感器包括多个传感器，每个传感器包括差动式传感器。其中，所述质量流量根据以下等式计算：Q=K(Red)*Aplenum*2ρΔP]]>其中Q是质量流量，K(Red)是作为雷诺数的函数的标定流动系数，ρ是空气密度，ΔP是所述气室的平面与所述入口导流叶片的所述进口平面的静压差，以及Aplenum是所述气室的平面的面积。其中，所述压缩机还包括入口导流叶片，所述压缩机的所述进口平面与所述入口导流叶片的进口平面基本对准。本专利技术的第三方面提供一种燃气涡轮机系统，其包括：包括燃烧器的燃气涡轮机；向燃烧器提供压缩气流的压缩机，该压缩机包括入口导流叶片和入口喇叭口；用于压缩机的质量流量计算器，质量流量计算器包括：定位在入口喇叭口的上游的气室的平面内的第一静压传感器，以及定位在压缩机的进口平面处的第二静压传感器；质量流量计算器，其用于基于气室的平面与压缩机的进口平面之间的压差计算质量流量；以及燃气涡轮机控制器，其基于量流量控制所述燃烧器的点火温度。其中，所述第一静压传感器包括关于所述气室的平面基本不均匀地布置的多个传感器。其中，所述第一静压传感器包括多个传感器，所述多个传感器中的每一个关于所述气室的平面的位置基于计算流体动态仿真。其中，所述第一静压传感器包括多个传感器，每个传感器包括差动式传感器。其中，所述压缩机还包括入口导流叶片，所述压缩机的所述进口平面与所述入口导流叶片的进口平面基本对准。其中，所述质量流量根据以下等式计算：Q=K(Red)*Aplenum*2ρΔP]]>其中Q是质量流量，K(Red)是作为雷诺数的函数的标定流动系数，ρ是空气密度，ΔP是所述气室的平面与所述入口导流叶片的所述进口平面的静压差，以及Aplenum是所述气室的平面的面积。本专利技术的示例性方面设计成解决本文中说明的问题和/或没有论述的其他问题。附图说明通过结合描绘本专利技术的各个实施例的附图所作出的对本专利技术的各个方面的以下详细说明将更加容易地理解本专利技术的这些以及其他特征，在附图中：图1示出根据本专利技术的实施例的压力传感器系统、质量流量计算器和/或燃气涡轮机系统的局部横截面示意性框图。注意到，本专利技术的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本专利技术的典型的方面，因此不应被视为限制本专利技术的范围。在附图中，相同的附图标记在附图中代表相同的元件。具体实施方式如上所述，本专利技术提供一种用于包括入口喇叭口的压缩机的压力传感器系统。该系统包括定位在向入口喇叭口供给气流的气室处的第一静压传感器；以及定位在压缩机的进口平面处的第二静压传感器。与传统方法相比，质量流量计算器可以基于气室的平面与压缩机的进口平面之间的压差计算质量流量。燃气涡轮机系统可以采用质量流量计算器作为燃气涡轮机控制器的一部分以控制燃烧器的点火温度。尽管本专利技术的教导将被说明应用于燃气涡轮机设置，可以理解的是，压力传感器系统100和质量流量计算器132可以应用于采用压缩机的各种其他工业设置。图1示出根据本专利技术的实施例的压力传感器系统100的局部横截面示意图。如将通过例示说明的，压力传感器系统100相对于具有入口喇叭口106的压缩机102应用。压缩机102还可以包括入口导流叶片104。根据所理解的，压缩机102包括多个活动叶片126，活动叶片126作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于包括入口喇叭口的压缩机的压力传感器系统，所述系统包括：第一静压传感器，所述第一静压传感器定位在所述入口喇叭口的上游的气室的平面内；以及第二静压传感器，所述第二静压传感器定位在所述压缩机的进口平面处。

【技术特征摘要】
2014.11.07 US 14/5355201.一种用于包括入口喇叭口的压缩机的压力传感器系统，所述
系统包括：
第一静压传感器，所述第一静压传感器定位在所述入口喇叭口
的上游的气室的平面内；以及
第二静压传感器，所述第二静压传感器定位在所述压缩机的进
口平面处。
2.根据权利要求1所述的压力传感器系统，其特征在于，所述
第一静压传感器包括关于所述气室的平面不均匀地布置的多个传感
器。
3.根据权利要求1所述的压力传感器系统，其特征在于，所述
第一静压传感器包括关于所述气室的平面均匀地布置的多个传感
器。
4.根据权利要求1所述的压力传感器系统，其特征在于，所述
第一静压传感器包括多个传感器，所述多个传感器中的每一个关于
所述气室的平面的位置基于计算流体动态仿真。
5.根据权利要求1所述的压力传感器系统，其特征在于，所述
第一静压传感器包括多个传感器，每个传感器包括差动式传感器。
6.根据权利要求1所述的压力传感器系统，还包括计算器，所
述计算器用于基于所述气室的平面与所述压缩机的所述进口平面之
间的压差计算通过所述压缩机入口的流的质量流量。
7.根据权利要求6所述的压力传感器系统，其特征在于，所述
质量流量根据以下等式计算：
Q=K(Red)*Aplenum*2ρΔP]]>其中Q是质量流量，K(Red)是作为雷诺数的函数的标定流动系
数，ρ是...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，DS拜尔德，SC卡斯尔劳，MJ古塔，JN伊姆，AA林布拉德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US